Arhiva za tag snaga

Prijenosnici

Napisao
linus.broj.dva
,
20.1.2008.
,
u Tehnika i Znanje i znanost
. 10 komentara

Nisam neki jaki jezičar, ali kada čujem kako se prenosivo račualo naziva prijenosnikom, uvijek se zapitam Što točno to taj prijenosnik prenosi? Dijelove računala? Monitor? Touchpad? Informacije? Uglavnom, po defiiciji prijenosnik je slijedeće:

1. onaj koji prenosi; prenosilac, prenositelj
2. zvučnik, glasnogovornik, megafon

Koliko vidim, prijenosnik doista nešto prenosi, no proširiti taj termin isključivo na prenosiva računala baš i nije potpuno ispravno. Primjerice, prijenosnik je u tehnici puno češće naziv za uređaj koji prenosi snagu, odnosno gibanje. Gotovo ne postoji stroj, a da ne posjeduje barem neku vrstu prijenosnika - primjera je toliko da nema smisla nabrajati.

Zašto su prijenosnici toliko učestali? Primjerice, kod dizanja tereta praktično nije uvijek najbitnija brzina već to da se teret podigne na neku željenu visinu. Tako se s relativno malom ljudskom snagom, odnosno silommm može podići vrlo težak teret i to sa zadovoljavajućom brzinom (koristeći, npr. koloturnik, odnosno princip koloture). Kako je snaga produkt sile i brzine, uz njen konstantan iznos smanjivanje brzine donosi povećanje sile i obrnuto.

Na potpuno isti princip djeluje i zupčasti prijenos u kojem su prijenosni elementi zupčanici - ovdje se snaga može prenosti čelnim spajanjem zupčanika (ovo je slučaj kod velike većine automobilskih ručnih prijenosnika, odnosno mjenjača) ili njihovim slaganjem u tzv. planetarni prijenos (ovdje se kombiniranjem nekoliko zupčanika i poluga-ručica može ostvariti različite prijenosne omjere - omjer sila, tj. brzina na strani tereta i na strani podizanja). Primjera prijenosnika je još - remenski prijenos (upravlja često upravlja ventilima u osobnom automobilu), lančani prijenos (vjerujem kako je svatko barem jedno vidio bicikl) itd.

Ono što je kod prijenosnika strahovito bitno jest njihova energetska efikasnost. Naime, ukoliko na jednu stranu prijenosnika postavimo nekakav pogonski stroj, tada je vrlo poželjno da do tog stroja dođe što više je moguće energije (po prilici više od nekih 90%). Principi prenošenja snage uglavnom su izvrsno razrađeni, no čitava mogućnost napretka leži u efikasnosti, odnosno razvoju materijala i konstrukcija prijenosnika koji će u što je moguće manjoj mjeri energiju rasipati zbog trenja i trošenja.

U Europi se proizvede godišnje nekih 16-17 milijuna automobila (ovo je moja vrlo gruba procjena, nisam imao volje kopati za preciznom brojkom) - svaki od tih automobila ima barem jedan prijenosnik (mjenjač brzina) i neka se efikasnost podigne s, primjerice, 97% (ugrubo, to je neki prosjek kod auto-prijenosnika) na 97,1%, znači da bi se na svaki 1 W snage iz motora dobivalo 0,971 umjesto 0,97 W. Uzme li se u kalkulaciju u obzir prosječna snaga automobilskog motora (koja se kreće oko 70 kW u Europi, ugrubo) i neka taj motor dnevno u prosjeku radi 15 minuta na maksimalnoj snazi - dobiva se kako se samo na poboljšanju od 0,1 postotnih bodova štedi 280 000 kWh (kilovatsati), odnosno 0,28 GWh (gigavatsati, 16 000 000 automobila * 70 000 W snage motora * 0,001*1/4 h) energije dnevno, odnosno preko 0,1 TWh (teravatsati) energije godišnje. Za usporedbu, proizvodnja Krškog iznosi 5,3 TWh na godinu. Obzirom kako je primjer s automobilima praktično ilustrativan jer su stvarni podaci zasigurno veći, a time je i rasipanje veće.

Dakle, prijenosnik u odnosnu na prenosivo računalo ipak ima puno bitniju funkciju.

Jedan od najvećih i najboljih proizvođača prijenosnika za prijevozna sredstva jest ZF Friedrichshafen. Poboljšanje iskoristivosti prijenosnika i veći raspon brzina, odnosno prijenosnih omjera direktno doprinosi najpopularnijoj eko-mjeri današnjice i bliske budućnosti, a to je smanjenje emisija CO2.

Od 0 do 100 za 5,5 sekundi…

Napisao
linus.broj.dva
,
7.10.2007.
,
u Promet i Tehnika
. 0 komentara

U naslovu se nalazi jedan “impresivan” podatak - naime, automobil koji to postiže smatra se pravom pilom i dobrim odabirom za pokazivanje nadmoći na cestama i autocestama, te se najčešče takvom prometalu gleda u stražnje tablice. No, što uopće realno taj podatak znači? Koliko se stvarnih prilika ima ubrzavati od 0 do 100 km/h? Meni u ovom trenutku pada napamet jedino izlazak s naplatnih kućica na autocesti, no i to se ne može svuda napraviti - osim na velikim naplatama kao što su Lučko, Ivanja Reka i Sv. Helena u Hrvatskoj.

No opet, koliko je to bitan podatak? Prije svega, vrijeme ubrzavanja automobila od 0 do 100 km/h zavisi o velikom broju faktora - prije svega vozaču, tj. načinu na koji mijenja brzine (a samim tim kako otpušta/uključuje spojku), gumama, načinu starta (s proklizavanjem ili bez) i atmosferskim uvjetima (nije nebitna vanjska temperatura i tlak, motor je ipak termodinamički stroj). Dakle, razlika između ekscentrično skupog automobila i neke nešto luksuznije jurilice može biti svega sekunda-dvije-tri, a razlike su ponekada još i manje ukoliko se uvrste relativni odnosi snage i mase automobila naspram vremena ubrzavanja. No, takvi automoblili nisu u okvirima ovog teksta.

Prosječnom korisniku automobila kao prijevoznog sredstva puno bitniji podatak trebao bi biti onaj o vremenu ubrzavanja nakon što automobil već ima neku brzinu, primjerice od 60-100, 60-90, 80-120. Naime, u tim se rasponima brzina često odvijaju pretjecanja. Dakle, iako za opću ocjenu može poslužiti vrijeme ubrzavanja do 100, automobili se drastično mogu razlikovati po ubrzanju u segmentima. Recimo, neki se motori “rado” vrte u području većeg broja okretaja i tu daju dobar omjer snage i momenta, dok neki motori bolje rade u području nižeg broja okretaja. Iz takvih podjela slijedi i način mijenjanja brzina, odnosno stupnjeva prijenosa. To praktično znači kako se svaki automobil vozi na nešto drukčiji način (naravno, osnove su uvijek iste), a ne po nekoj “špranci” (često se čuje kako je dizel “super za voziti”, a benzinac je “jako težak).

Niti podatak o maksimalnoj brzini ne govori puno. Bitna je stvar kako se dolazi do iste - ako nekom vozilu treba više od minute kako bi postigao 160 km/h, to zasigurno nije živahan stroj koji će omogućiti dobra pretjecanja i ubrzavanja. S druge strane, postoje vozila čija maksimalna brzina nije veća od 150 km/h i koja će bez problema skinuti neko deklarativno brže vozilo. U reliju je maksimalna brzina nebitna - reli auto ima 300 KS i 800-900 Nm momenta koji taj automobil ubrzava u apsolutno svakom trenutku, što je i u reliju najbitnije.

Snaga motora, bez spominjanja mase je isto tako tek statistički podatak. Kao drastičan primjer, lokomotiva mase 80 t za održavanje brzine od 200 km/h (putnički vlak) trebat će nekih 4 MW (megavata, preko 5000 KS), dok će za automobil od 1,5 t biti dovoljno i 120-130 kW (što je nekih 160-180 KS).

Dakle, na opće performanse automobila utječe mnoštvo faktora i ponovno se iz statističkih podataka ne može puno iščitati. Voziti Mercedes 300 SL iz pedesetih godina 20. stoljeća 200 km/h pothvat je za koji treba imati hrabrosti, dok je primjerice, voziti Audi A4 istom tom brzinom gotovo neusporedivo lakše (uz iskustvo i oprez).

U svakom slučaju, podatak kako neki automobil ide od 0 do 100 za manje od 7 sekundi svakako je impresivan podatak, no ne znači da automobil kojem treba 10, 11 sekundi nema ama baš nikakve moći u sebi. Naprotiv, mogu pružiti iznimno zadovoljstvo za prihvatljivu cijenu.